Sfruttare l'architettura GCN nella serie FirePro

Dalla serie V a quella W: un'altra categoria

La nuova famiglia FirePro W è basata sull'architettura AMD Graphics Core Next (GCN), che è la stessa base delle schede consumer Radeon HD 7000. Le FirePro W prendono il posto dei modelli della serie V, incentrate sulla vecchia architettura Very Long Instruction Word (VLIW). VLIW consente di offrire prestazioni 3D decenti, ma è castrata nelle applicazioni che fanno un uso pesante dei calcoli generici. L'architettura GCN è stata progettata per sopperire a questa mancanza, e abbiamo già visto ottimi risultati testando le offerte consumer.

Uno sguardo dettagliato alla Compute Unit

Le Compute Unit (CU) in GCN rimpiazzano le Single Instruction Multiple Data (SIMD) che AMD usava fin dai giorni delle Radeon HD 2000. Un CU consiste di quattro unità vettoriali (VU), le quali a loro volta consistono di 16 ALU e un registro. Ogni unità VU può operare in mondo indipendente ed esegue un quarto di un set di comandi (wavefront) per ciclo di clock. Un CU con quattro VU può svolgere quattro wavefront ogni quattro cicli di clock (o un wavefront per ciclo di clock). Le VU possono inoltre essere programmate in modo scalare e operare in una modalità vettore.

Inoltre, le CU hanno un'unità scalare che è responsabile di cose come il controllo del flusso di operazioni, il quale potrebbe essere gestito da VU se le VU non fossero meglio indicate ad altre operazioni. Ogni CU inoltre ha quattro unità texture connesse a 16 KB di cache di lettura/scrittura. La cache L1 non è solo il doppio rispetto all'architettura WLIV4, ma può essere anche scritta oltre che letta.

FirePro W9000: 1 TFLOP con calcoli a doppia precisione

La GPU Tahiti nella FirePro W9000 di AMD ha 32 CU. Ognuna ha 64 ALU, per un totale di 2048 ALU. La frequenza di 975 MHz consente di raggiungere fino a 4 TFLOP nelle prestazioni di calcolo a 32 bit e 1 TFLOP nei calcoli in virgola mobile a doppia precisione. Naturalmente questa è un buon dato da usare nel mondo del marketing, quindi capiamo perché AMD ha deciso di usare una GPU a 975 MHz.

La seconda soluzione di questa famiglia, la W8000, adotta una frequenza più conservativa di 900 MHz. A queste velocità, la cache L1 delle schede offre fino a 2 TB/s di bandwidth. La GPU inoltre è dotata di 768 KB di cache L2.

Miglior tessellation e Order-Independent Transparency (OIT)

Come le soluzioni Tahiti del settore desktop, entrambe le schede FirePro sono state dotate di una GPU che ha due geometry engine con migliori prestazioni in tessellation rispetto ai predecessori. La nona generazione degli engine a funzione fissa per la tessellation è capace di gestire circa 2 miliardi di triangoli/s. AMD promette tuttavia migliori prestazioni tra 1.7 e 4 volte, a seconda del numero di divisioni tessellation.

La modalità OIT accelerata via hardware dovrebbe migliorare la qualità dell'output, minimizzando gli artefatti e gli errori nel rendering delle trasparenze. Le applicazioni devono essere scritte in modo particolare per avvantaggiarsi di questa caratteristica.

PowerTune e ZeroCore

Abbiamo parlato per la prima di PowerTune nel test delle schede Radeon HD 6970 e HD 6950. Questa funzione monitora i consumi e riduce la frequenza di clock della GPU per impedirle di superare un determinato thermal design power (TDP).

Le GPU AMD Tahiti integrano un'altra caratteristica per il risparmio energetico chiamata ZeroCore, che è composta di diverse parti. Una modalità di sonno profondo e una chiamata stutter, dedicata alla DRAM, servono a ridurre i consumi. Allo stesso tempo, i contenuti del frame buffer possono essere compressi.

ZeroCore entra in gioco quando la scheda è in idle o il sistema entra in modalità sleep. Quando il computer si trova sul desktop di Windows, queste schede di fascia alta consumano solo 15 watt. Una volta che Windows entra sta in idle per un tempo abbastanza lungo e spegne il segnale dello schermo, il consumo energetico scende ancora di più. La scheda è quasi spenta, dissipando così poco calore che la ventola può anche smettere di girare.

Gli utenti che hanno configurazioni CrossFire dovrebbero essere particolarmente grati a ZeroCore, che è in grado di spegnere la seconda, terza o quarta scheda quando non sono necessarie, abbassando i consumi e la temperatura. Nelle workstation le configurazioni multi-scheda sono però rare.